對勝利油區(qū)提高原油采收率潛力及轉變開發(fā)方式的思考

王端平

（中國石化勝利油田分公司，山東東營257001）

勝利油區(qū)與多數以陸相沉積為主的油田一樣，由于地質條件和油藏類型復雜，造成綜合含水率偏高和采出程度偏低的開發(fā)現狀。陸相油藏的復雜性所決定的是開發(fā)難度大還是采收率低是2種截然不同的定位。定位前者，就要攻關創(chuàng)新、克服困難；定位后者，就應尊重規(guī)律、承認現實。陸相油藏原油采收率最高能達到多少？實現最終目標的路徑有多難多長？這些問題很難確切回答，但必須提前思考，否則就會犯嚴重的戰(zhàn)略性錯誤。

室內研究表明，無論是高滲透儲層還是低滲透儲層，其驅油效率均可達50%以上，在儲層和油性均好的有利條件下可達70%以上［1-2］。因此，勝利油區(qū)已開發(fā)老油田提高采收率的空間很大，只是目前的技術手段尚不能滿足經濟有效開發(fā)的要求，這就需要開發(fā)工作者從可持續(xù)開發(fā)的戰(zhàn)略高度打破傳統(tǒng)思維，轉變開發(fā)思路，以實現油田的長期經濟有效開發(fā)。

1 特高含水后期油藏要從近廢棄轉向持續(xù)開發(fā)

歷經50多年的注水開發(fā)，截至2013年12月，勝利油區(qū)含水率大于95%的井數為8 272口，已占全油區(qū)的32.5%；產液量為58.9×104t/d，占全油區(qū)的65.6%；產油量為1.27×104t/d，占全油區(qū)的16.5%。平均單井產液量為71.2 t/d，平均含水率為97.9%，按含水率98%為極限含水率的傳統(tǒng)觀點，已處于近廢棄狀態(tài)。隨著注水開發(fā)工作的深入，高含水儲量、高含水井比例逐漸升高是必然趨勢，對其如何看待和定位十分重要，也十分迫切。定位在即將廢棄，就會從井網層系、技術攻關、維護管理等全方位加速其廢棄；定位在還有相當長的經濟開發(fā)階段，就會立足長遠、珍惜資源、持續(xù)攻關、創(chuàng)新管理，使其經濟壽命期不斷延長。越是陸相非均質油藏，特高含水后期的開發(fā)潛力就越大。因此，應作為新課題對其開展深入研究。

1.1 含水階段劃分需細化

傳統(tǒng)的含水階段劃分是將含水率90%之前分為低含水、中含水和高含水3個階段，含水率90%之后統(tǒng)稱為特高含水開發(fā)階段［3］。水驅開發(fā)規(guī)律、水驅采收率預測模型也是基于中、高和特高含水早期特征總結建立起來的。已進行的室內研究和現場實踐均表明，這種含水階段劃分需細化和修改。首先，含水率90%之后作為一個開發(fā)階段時間太長。如勝坨油田1966年正式投入開發(fā)，到1989年，24 a間走過了低、中、高3個含水階段，采出程度為25.3%；1990年進入特高含水開發(fā)階段，到2013年又走過24 a，含水率為95.7%，采出程度為36.5%。埕東油田埕4塊含水率達到95%之后又開發(fā)了20 a，2013年底含水率已達98.8%，采出程度從54.6%提高至66.2%，單井產油量仍可達2.3 t/d。其次，初步統(tǒng)計結果表明，在含水率約為95%之后水驅特征曲線和開發(fā)規(guī)律均已發(fā)生明顯變化，傳統(tǒng)水驅理論、開發(fā)方式、工程技術、開發(fā)管理已不能完全適應。因此，應將含水率為95%之后作為新的特殊開發(fā)階段——特高含水后期開發(fā)階段加強研究，并形成與之相適應的理論體系和技術系列。

1.2 驅油效率實驗方法需改進

采用傳統(tǒng)室內實驗方法和行業(yè)標準，水驅的驅油效率僅為45%～50%，而現場密閉取心和高采出程度單元的實際值已遠遠超出該值。要研究制定能夠指導特高含水后期的驅油效率實驗方法和標準，否則偏低的實驗結果就會對科研人員大幅度提高采收率的思維形成束縛。

1.3 采收率基礎理論需擴展

傳統(tǒng)的理論采收率表述為驅油效率、平面波及系數與縱向波及系數三者的乘積［4-5］。在油藏特征和開發(fā)方式確定的情況下，由于原始含油飽和度和殘余油飽和度是定值，因而驅油效率也是確定的。驅油效率就是理論采收率的奮斗目標，實現手段就是提高波及系數。而特高含水后期，油藏在平面上處處含水、縱向上層層含水，即平面波及系數和縱向波及系數均為高值，根據傳統(tǒng)理論采收率的定義，繼續(xù)水驅很難進一步提高油藏采收率，顯然與礦場實際不符。為此，初步探討提出引入孔隙波及系數的概念［6］，由于特高含水后期油藏不同部位的孔隙波及系數差異較大，因此增大孔隙波及系數是特高含水后期提高水驅采收率的主要方向，這是一個漫長的開發(fā)階段，更是一個技術上和經濟上具有挑戰(zhàn)性的階段，這一理論還需深入研究完善，否則，就會失去提高采收率的理論方向。

1.4 剩余油表征方法需深化

只有正確認識剩余油在油藏三維空間的分布，才能做到開發(fā)調整有的放矢。目前，剩余油三維空間的量化手段主要是油藏數值模擬。多個區(qū)塊資料顯示，特高含水后期油藏數值模擬剩余油結果與現場實際和密閉取心數據差別較大。傳統(tǒng)方法獲取的相滲曲線和數值模擬方法已不適用于特高含水后期開發(fā)階段，需要加深研究、改進方法，否則，就會誤導對地下剩余油的認識。

1.5 開發(fā)方式需轉變

在特高含水后期開發(fā)階段，平面、層間、層內、孔隙間的剩余油飽和度差異增大，從而引起水相滲透率的差異急劇增大，主流線、高滲透層、大孔隙吸水倍數急劇增加，造成大量注入水低效循環(huán)或無效循環(huán)［7］，必須以轉流場為核心進行開發(fā)調整，提高非主流線、低滲透層、小孔隙的孔隙波及系數，從而提高整個油藏的采收率。以縱向轉流場為目的的細化分層注水、以平面轉流場為目的的井網重整、以微觀孔隙間轉流場為目的的非均相堵驅技術已在現場實施或開展試驗［8］，且見到明顯效果。因此，必須進一步深化平面、縱向、孔隙間轉流場的技術方法研究，加大特高含水后期油田轉流場的調整力度。

1.6 工程技術需適應

開發(fā)理念和開發(fā)方式的轉變要依靠配套工程技術得以實現。井網的轉換不能全部靠新井去完成，必須研究提高老井的利用和改造技術。老井廢棄要嚴謹慎重，井別轉換、井眼利用、井場備用都是潛力。對于井位合適但井況不好的井，要提高經濟高效大修技術；對于井位不合適但井況可以利用的老井，要研究老井移位技術，如側鉆井和水力徑向射孔等；要加強分層注水提高分層段數和延長有效期的研究；目前勝利油區(qū)含水率大于95%的井平均單井產液量僅為71.2 t/d，應加強增注提液技術［9］及配套的采出液處理、計量、集輸技術研究和優(yōu)化等。

1.7 經營政策需配套

高含水老油田的保健延壽、持續(xù)開發(fā)還需要相應的經營政策支持，要配套與新區(qū)不同的投資政策。井網老化、井筒老化及地面設施和設備老化是老油田的特殊性，有的早已超過設計壽命和折舊年限，要加大更新和穩(wěn)產基礎投入力度，解決好上述問題；要建立老油田的維護體系和政策。油田老化是不可避免的，解決問題的最好辦法是提高及時維護和修復能力。維護修復跟不上，日積月累，矛盾惡化，就要用更大的投資來解決。要改變目前短期增產措施力度大、保健延壽維護力度小的做法，須加大維護隊伍、設備、管理和費用渠道的配套體系建設。

2 致密油藏要從彈性開采轉向立足補充能量開發(fā)

勝利油區(qū)滲透率小于10×10-3μm2的特低滲透及致密油藏儲量豐富。雖有3 300×104t的儲量已動用，但基本處于彈性開采狀態(tài)，采出程度僅為4.8%，預測采收率僅為8.5%；有探明未動用儲量4.2×108t，占勝利油區(qū)探明未動用儲量總數的1/2；還有2.9×108t控制儲量和2.7×108t預測儲量存量。隨著勘探由中淺層走向深層，致密油藏將成為新增儲量主要陣地，勝利油區(qū)是這樣，全國也是這樣，這是客觀規(guī)律，必須面對。因此，不久的將來，致密油藏的開發(fā)和提高采收率就會成為開發(fā)工作者需要面對的主要課題。開發(fā)技術人員應該從油田可持續(xù)發(fā)展考慮，提前謀劃，理清開發(fā)思路，制定技術攻關方向。

2.1 持續(xù)攻關關鍵技術

2011年以來，勝利油區(qū)在鉆井提速提效、長井段多級分段壓裂、井工廠及管理優(yōu)化［10］等關鍵技術和環(huán)節(jié)做了大量工作，取得了明顯進步［11］。已投產多段壓裂水平井和直井74口，動用儲量達1 500×104t，投產初期平均單井產油量為13.5 t/d，截至2013年底，平均單井產油量為8.1 t/d，累積產油量為21.4×104t。在2 a時間內，取得這樣的技術進步和開發(fā)效果很不容易。但也必須承認，這些關鍵技術與國際先進水平還有相當大的差距，水平提不上去、費用降不下來，致密油藏就難以經濟有效地動用和開發(fā)。由于目前的技術、油價和成本還不能支撐致密油藏的規(guī)模動用和開發(fā)，因此，對致密油藏的開發(fā)不能“過快過熱”，更不能“過慢過冷”，在技術上仍要加大投入、加快攻關，繼續(xù)礦場選井試驗，做好技術儲備。

2.2 跟進研究配套技術

針對致密油藏產量低、油性好、含水率低等特殊性，須研究簡化、經濟的井筒舉升和地面集輸工藝。Noble公司在美國丹佛DJ盆地的Wattenberg油田，除井工廠鉆井、壓裂模式和技術先進以外，在井筒舉升和地面集輸上也采取了針對性的特殊做法。井場護欄占地面積為3 m×3 m，沒有電網和管網。利用太陽能控制開關，利用地層天然能量間歇生產；原油不含水，直接入罐車拉，大幅度降低了生產運行成本。針對致密油藏的開發(fā)，在攻關鉆井和壓裂等關鍵技術的同時，應研究舉升、集輸等生產全過程的技術和管理的簡化優(yōu)化，從而形成實現致密油藏低成本開發(fā)的配套技術和管理模式。

2.3 定位補充能量開發(fā)方式

重點攻關大型壓裂技術，開發(fā)初期靠天然能量實現致密油藏動用是現實的、正確的。但僅靠天然能量開采，采收率一般小于10%，井的經濟壽命較短，造成儲量資源、井資產的浪費。補充地層能量提高致密油藏原油采收率是開發(fā)工作者將來必須面對和攻關的課題。應堅信隨著技術的進步和油價的走高，致密油藏通過補充能量提高采收率一定能夠成為現實。因此，在初期靠彈性能量動用致密油藏的井網、井距、壓裂設計中，就要預先考慮將來的補充能量開發(fā)的需要，否則可能造成將來一些接替技術無法實現，犯下嚴重錯誤。若井網不合理，將來注入井、采油井無法選擇；若井工廠的叢式水平井A靶點相距很近、B靶點相離很遠，無法實現水平井段的整體注采；若壓裂縫的方向、長度只考慮彈性開采，沒有科學設計、合理控制，就會因嚴重水竄、氣竄，造成水驅、氣驅提高采收率接替技術無法實施。

3 城市油田要從分散布井轉向“院子工廠”集中布井開發(fā)

勝利油區(qū)主體屬于多構造、多層系、多原油性質和多種油藏類型的復式油氣區(qū)，被稱為“地質大觀園”。復雜的地質條件決定了對油藏的認識不可能一步到位，隨著研究認識的不斷深入、工程技術水平的不斷提高，油田的開發(fā)必然是一個不斷調整、采收率不斷提高的長期過程。東辛油田開發(fā)生產近50 a，目前地質儲量采出程度為31.7%，近70%的原油仍在地下，隨著技術水平的提高，這些原油大部分是可以采出的。

勝利油區(qū)產油區(qū)塊分布范圍比較廣，開發(fā)初期當地多為荒堿灘地、人口稀少，油田建成了星羅棋布、十分龐大的“沒有院墻的工廠”。隨著油區(qū)所在城區(qū)規(guī)劃建設步伐的加快，解決好油田持續(xù)開發(fā)與城區(qū)建設、綠色生產的關系尤為迫切。油田已經由荒堿灘上搞建設轉向為城市中心求發(fā)展，地下有潛力、地面無空地的區(qū)塊和儲量比例越來越大。研究新的建設模式和管理模式以適應城市的快速發(fā)展已刻不容緩。

3.1 把海上陸島模式移植為“城中院子”模式

在25 a前，勝利油區(qū)在全國率先探討了“院子工廠”、叢式井組開發(fā)模式。1989年，河50塊在占地面積為0.042 km2的“院子”里打了6排42口井，建成原油生產能力為7.5×104t。20 a后的2009年進行開發(fā)調整，新鉆井38口，新增原油生產能力為6.3×104t。這38口井的地下井位多位于地面建筑密集的商業(yè)區(qū)、研究院、機關辦公區(qū)、民用住宅的下方，若不是20 a前留下的這個“院子”是無法實施的。隨著開發(fā)技術水平的提高，河50塊還會調整，再鉆38口井也是可能的，這個“院子”還會繼續(xù)發(fā)揮作用。近年來，墾東12、老168、青東5等海上陸島開發(fā)模式的發(fā)展使叢式鉆井技術、采油工藝技術、地面優(yōu)化設計技術均有了較大發(fā)展，老168區(qū)塊60多口井陸島面積0.03 km2，青東5區(qū)塊也是60多口井，占地面積優(yōu)化到0.013 5 km2，應加強對這些技術的系統(tǒng)總結、研究和優(yōu)化，形成城中“院子工廠”開發(fā)系列技術和管理模式。叢式井組開發(fā)管理模式增加了鉆井進尺和費用，但節(jié)約了土地、減少了注水輸油管線、縮短了鉆井搬遷時間、泥漿和泥漿池可循環(huán)利用，總投資不但未增加，還可能會有所減少。分散布井方式已不適應城市建設、環(huán)境保護和居民生活的要求，也不利于生產井的維護和作業(yè)，更不利于將來的規(guī)?；{整。被辦公樓、居民樓包圍的在產井也無法實施修井和作業(yè)，一旦有故障，只能廢棄。因此，必須抓緊建立城中老井的保護和城中區(qū)塊再調整的預留井場的運行機制和管理模式。從長遠看，先期投資買地建“院子”比投資鉆井更重要、更迫切。

3.2 開展城市地下資源潛力調查

對地面被房屋、道路、水系等所覆蓋的地下資源進行調查，摸清原始地質儲量、采出程度、開發(fā)潛力。對地面狀況調查，了解市政規(guī)劃，摸清地面可用空間。在地下潛力、地面空間匹配的情況下，預先集中征地，建設生產石油的美麗“院子工廠”?！霸鹤印?、廠房的設計要與周圍環(huán)境和諧一致，要成為城市的亮點和特色。

初步調查結果表明，東辛采油廠地面受限石油地質儲量為2.88×108t，油井數為1 389口，產油水平為4 580 t/d，綜合含水率為91.9%，平均采出程度為31.1%；濱南采油廠地面受限石油地質儲量為3.12×108t，油井數為1 849口，產油水平為3 564 t/d，綜合含水率為81%，平均采出程度為18.6%。僅這2個采油廠地面受限石油地質儲量已達6×108t。

3.3 研究鉆采、集輸、修井作業(yè)配套技術適應城內生產運行

遼河油田提出既要保護“地上樓”，又要采出“地下油”的開發(fā)理念，為了保證城區(qū)居民免受干擾，且不破壞周邊環(huán)境，在每一個井場設立了隔音墻；為了降低噪音，鉆機采用頂驅電動型；生產指揮由喊話、鳴笛改為令旗。在城區(qū)內要推廣低噪音、低污染、低能耗、高效率的網電鉆機、作業(yè)裝備、采油裝備以及集輸處理流程設施，泥漿不落地，氣體不外逸，開創(chuàng)“油田發(fā)展與城市建設相統(tǒng)一，企業(yè)生產與居民生活共和諧”的城中油田綠色開發(fā)模式。

4 結束語

勝利油區(qū)注水開發(fā)油田含水率不斷升高，進入特高含水后期開發(fā)階段的儲量比例不斷加大，并成為老區(qū)開發(fā)的主要對象；致密油藏在新增儲量中比例加大，將成為新區(qū)產能建設的主陣地；城市建設速度加快、環(huán)保壓力加大，將成為油田建設最大的制約。油田企業(yè)要從機制、技術、裝備上加快研究、轉型發(fā)展，以適應這種發(fā)展趨勢。

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